การออกแบบวิศวกรรมงานดิน (GEOTECHNICAL ENGINEERING หรือ GFE)
หัวข้อในวันนี้จะเกี่ยวข้องกันกับหัวข้อ การออกแบบวิศวกรรมงานดิน (GEOTECHNICAL ENGINEERING หรือ GFE) นะครับ
โดยในวันนี้ผมจะมทำการเฉลย QUIZ ข้อเมื่อวานที่ผมได้ถามเพื่อนๆ ไปนะครับ จริงๆ นี่เป็นครั้งแรกที่ผมเชิญชวนเพื่อนๆ มาร่วมสนุกกัน ก็ไม่ทราบว่าผมตั้งคำถามยากเกินไปหรือเปล่านะครับ เท่าที่ดูล่าสุดเพิ่งจะมีเพื่อนของเราร่วมสนุกกันมาแค่ 1 คนเท่านั้นเองนะครับ แต่ ไม่เป็นไรครับ หากว่าคำถามข้อเมื่อวานนั้นถือว่ายากเกินไป ในครั้งหน้าผมจะต้องพยายามตั้งถามคำถามที่มีความง่ายยิ่งขึ้นน่ะครับ
มาเฉลยปัญหาข้อนี้กันดีกว่านะครับ หากว่าเรามีผลสำรวจดิน เราก็จะสามารถทำการคำนวณได้เลยโดยตรงจากสมการพื้นฐานในการคำนวณค่า นน บรรทุกตามแนวแกนปลอดภัย หรือว่าค่า Qa ของเสาเข็มก็คือ
Qa = (Qf + Qe)/FS. – NF – Wp
เรามาช่วยกันคำนวณไปทีละค่านะครับ เสาเข็มของเรามีขนาด สผก เท่ากับ 0.30 M โดยจะมีรูกลมกลวงอยู่ภายในวึ่งจะมีขนาด สผก โดยประมาณเท่ากับ 0.10 M เราจะมาเริ่มต้นคำนวณค่าคุณสมบัติต่างๆ ของเสาเข็มกันนะครับ
เส้นรอบรูปของเสาเข็ม = Pp = PI() x D = 3.141 x 0.30 = 0.942 M
พท หน้าตัดทั้งหมดที่ต้องรับแรงแบกทาน = Ab = PI() x D^(2)/4 = 3.141 x 0.30^(2) / 4 = 0.071 SQ.M
พท หน้าตัดทั้งหมดของเสาเข็ม = Ag = PI() x [D^(2)-d^(2)]/4 = 3.141 x [0.30^(2)-0.10^(2)] / 4 = 0.063 SQ.M
เราเริ่มต้นทำการคำนวณค่า Qf ก่อนนะครับ
Qf = SUM(Qf,u x Pp x L)
Qf = (1.5 x 18 + 1.8 x 2) x 0.942 = 28.83 TONS
ต่อมาคือค่า Qe นะครับ
Qe = Qf,e x Ab
Qe = 60 x 0.071 = 11.36 TONS
สำหรับค่า Nf ในปัญหาข้อนี้นั้นเท่ากับ 0 ดังนั้นค่าสุดท้ายที่ต้องทำการคำนวณก็คือ Wp ซึ่งคำนวณได้โดยตรงจาก
Wp = G(concrete) x Ag x SUM(L)
Wp = 2.4 x 0.063 x (18+2) = 3.02 TONS
ในเมื่อค่าอัตราส่วนความปลอดภัยที่ใช้ในการออกแบบเสาเข็มของเราเท่ากับ 2.5 ดังนั้นเราก็จพสามารถทำการคำนวณค่า นน บรรทุกปลอดภัยของเสาเข็มออกมาได้เท่ากับ
Qa = (28.83 + 11.36)/2.5 – 0 – 3.02
Qa <= 13.01 TONS
ดังนั้นค่าที่เพื่อนของเราตอบมาว่าเท่ากับ 14.66 TONS จริงๆ ก็ถือว่าใกล้เคียงนะครับ ส่วนสาเหตุที่ทั้ง 2 ค่านี้แตกต่างกันเป็นเพราะว่า
(1) เพื่อนของเราไม่ได้ทำการแยกออกมาระหว่าง Ab และ Ag ซึ่งจริงๆ แล้วควรที่จะคิดค่าทั้ง 2 นี้แยกกันนะครับ ค่า Ab เราจะคำนวณหน้าตัดทั้งหมดที่บริเวณ TOE ของเสาเข็ม เพื่อนำมาคำนวณค่า END BEARING ส่วนค่า Ag เราจะนำมามาใช้คำนวณค่า Wp นั่นเองนะครับ ซึ่งหากว่าปัญหาข้อนี้ไม่ใช่ SPUN MICRO PILE แต่ เป็นเสาเข็มเจาะ หรือ เสาเข็มตอก ที่ไม่มีรูกลวงตรงกลางที่เกิดจากการ หมุน ในขั้นตอนของการ SPUN คำตอบตามรายการคำนวณของเพื่อนท่านนี้ก็จะมีความถูกต้องนะครับ
(2) ในรายการคำนวณของเพื่อนท่านนี้ได้นำค่าทุกๆ อย่างมา SUM รวมกันให้เป็นค่า ULTIMATE LOAD แล้วทำการหารด้วยค่า SAFETY FACTOR เพื่อให้ได้ค่า ALLOWABLE LOAD ซึ่งจริงๆ แล้วไม่ถูกต้องตามหลักการคำนวณเสียทีเดียวนั่นเองครับ
สรุป
(1) ข้อนี้การคำนวณจะไม่ได้ตรงไปตรงมาเสียทีเดียวนะครับ พูดง่ายๆ คือค่า Qa ในข้อนี้จะมีค่าไม่เท่ากับ Qu หารด้วย FS. แต่จะมีค่าต่ำกว่าอยู่เล็กน้อย ซึ่งหากเป็นการคำนวณในขั้นตอนการประมาณการแล้วก็ถือว่าสามารถใช้ได้นะครับ ไม่ได้ผิดแต่อย่างใด อย่างไรผมต้องขอขอบคุณเพื่อนท่านนี้ และ เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านด้วยนะครับที่ได้สละเวลามาร่วมกันคิดและแสดงความคิดเห็นในโพสต์ๆ นี้น่ะครับ ยังไงโอกาสหน้าหากว่าสะดวกและมีเวลาก็อย่าลืมมาร่วมสนุกด้วยกันใหม่นะครับ
(2) ข้อนี้จะเป็นดัชนีตัวหนึ่งที่บ่งบอกแก่เราถึงข้อดีของการเลือกใช้งาน SPUN MICRO PILE เพราะเสาเข็มชนิดนี้จะมี Ab > Ag ซึ่งจะทำให้ นน ของตัวเสาเข็มนั้นมีค่าที่น้อยกว่ากรณีที่เราใช้เสาเข็มขนาดหน้าตัดตันปกตินั่นเองครับ
หวังว่าความรู้ และ ข่าวสารเล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
